140 Prakt. Met. Sonderband 50 (2016)
Faktoren sollten Beachtung finden: Schaltungsdesign, Bauteilauswahl, Schutzbeschaltung, äußere Saum inter
Einflüsse und die Betriebsumgebung. Ein EOS Schaden verläuft beispielsweise folgendermaßen: dung 21 ze
Ein Transistor besteht aus vielen kleinen Einzelzellen, jedes ist ebenfalls ein Transistor. Bei Über- se verwand
spannung versagt der schwächste der vielen Transistoren und der Strom fließt lokal durch diese eine einen kom]
Zelle. Die dabei entstehenden Temperaturen schmelzen das Silizium und sorgen für thermomecha- ursprünglic
nische Verspannungen mit Bruch im Silizium. Brüche oder Risse im Halbleiter führen zur Erwär- nicht mehr
mung des Siliziums (undefinierte Gate-Spannung). Es folgt lokales An- / Aufschmelzen von Metal-
lisierungen, von Bonddrähten oder des Halbleitermaterials (Abb.:17). Lokal fließt höherer Strom im
Halbleiter; dadurch findet eine weitere Erwärmung statt. Dieser Prozess schaukelt sich immer mehr
auf (Erwärmung — höherer Stromfluss), so dass es zum weiteren Aufschmelzen des Halbleiters
kommt. Es entsteht ein Aufschmelz-Trichter (Abb.: 18). Dieser ist die Vorstufe der vollständigen
Probenzerstörung und kann durch weitere Wärmeentwicklung einen Brandschaden auslösen .Der
Schmelzpunkt von Silizium liegt bei 1460°C. und der von Aluminium-Siliziumlegierungen bei
560°C. Findet man aufgeschmolzenes Silizium und einen aufgeschmolzene Aluminiumdraht, so *
müssen sehr hohe Temperaturen bei der Überspannung entstehen. ADS au
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Abb. 15: Rötgenaufnahme: Abb. 16: Chemisch Abb. 17:Angeschmolzener Abb. 18:
Transistor mit EOS-Schaden freigeätzter Chip mit EOS- Aluminiumdrahtbond und Aufschmelztrichter im
Schaden Siliziumchip, Riss im Silizium, in den Lot
Silizium geflossen ist
3.2.1 EOS im CAN-Bus
Ein CAN-Bus, (Controlled Area Network) ist ein Datenbus der sämtliche Informationen, die in einem We
Auto zusammenspielen, über lediglich zwei Leitungen überträgt. Datenbusse können bis zu 100 Abb.23: E!
verschiedene Steuermechanismen miteinander verbinden. drahibonds
Normalerweise geht man davon aus, dass, wenn man den Stecker zieht, kein Strom mehr zum Gerät
fließt. In einer Untersuchung wurde nachgewiesen, dass es besonders brisant wird, wenn an einem Steu-
ergerät die Masseverbindung schlecht ist oder gar fehlt. Dann kann es beim Stecken unter Spannung zu 33 Sch:
Spannungsspitzen in der CAN-Bus-Leitung kommen, die den Bus unter Umständen zerstören. Aufgrund
der inneren Beschaltung verschiedener Steuergeräte kann es jedoch auch sein, dass nicht einmal das Schwachs
Steuergerät Schaden nimmt, bei dem man den Stecker zieht, sondern ein benachbartes. Bei Automodel- kann loka
len mit CAN-Bus ist dieser noch geraume Zeit nach dem Ausschalten der Zündung aktiv. Mit Hilfe von schnitt, ve
Datenloggern lassen sich die Bus-Aktivitäten auch viele Minuten nach dem Abstellen des Fahrzeugs auf, worül
darstellen. Besonders in den ersten 20 s fließen noch teilweise hohe Ströme (bis zu 40 A) im Fahrzeug, Kriechstr«
die beispielsweise durch die Zentralverriegelung, elektrische Fensterheber oder Beleuchtung hervorge- Kohlenstc
rufen werden. Danach lassen sich noch viele Minuten lang Spitzen von etwa 5 A messen. Findet nun
eine Unterbrechung der Stromkreise statt, kann es zu Schiiden kommen. da kein definiertes Entladen der
Schaltkreise stattfinden kann [4].
Im folgenden wird die Schädigung durch fehlerhafte Schaltung eines Can- Busses gezeigt. In einem IC-
Bauteil sind die Golddrahtbonds unterschiedlich geschädigt worden. In Abbildung 19 sieht man das
Bauteil mit aufgeschmolzenem Kunststoffgehäuse. Nach der metallographischen Zielpräparation sind
defekte Drahtbonds auf dem Halbleiterchip erkennbar. In Abbildung 20 sieht man einen verbreiterten
